脫硫廢水處理及排放工藝優(yōu)化探討研究

蓋永浩 楊勝濤 耿萬東

摘 要：關于火電廠脫硫廢水解決方案的環(huán)保標準要求，作者對當前流行的解決方案和易于使用的步驟進行了分析，以期為提高脫硫廢水污染關鍵技術的效率提供參考。并盡快實現(xiàn)此類環(huán)境的零污染排放。

關鍵詞：脫硫;廢水排放;優(yōu)化

前言：我國以煤為主要原料的火力發(fā)電廠為我國提供了穩(wěn)定的電力工程資源，但在整個發(fā)電過程中所產(chǎn)生的以二氧化硫為主的各種空氣污染物也影響了自然環(huán)境。討論火電廠脫硫廢水的零排放解決方案過程，是為了更好地解決火電廠從源頭排放空氣污染物的問題。這項工作的進展對電力企業(yè)身心健康的發(fā)展具有長期的現(xiàn)實意義。

1.傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝

在整個脫硫過程中，每10，000千瓦發(fā)電機組脫硫廢水約為100噸，重金屬含量超過了標準，并且含有有害的氯離子?，F(xiàn)階段，脫硫廢水是我國脫硫廢水的解決工藝，是在物理積累和有機化學作用下進行中和的。將脫硫廢水從廢水緩沖池泵入中央接縫和斜板沉淀池的三聯(lián)箱中，并向中央接縫槽中添加氯化鋁，以將廢水的pH值調(diào)節(jié)至9或以下。廢水中的大多數(shù)重金屬都超過了標準，并轉化為氫氧化鎳。沉積物和氟化鈣沉積物，具有較低的鈣溶解度。將有機化學硫（TMT-15）添加到反應箱中，水中殘留的重金屬（例如Pb2和Hg2）超過標準，導致沉積的難溶金屬硫化物。在斜板沉淀池箱內(nèi)加入FeClSO4，使水中的全部可溶性固形物或膠體溶液凝聚成微斜板沉淀池，在緩慢混合微斜板沉淀池的整個過程中產(chǎn)生的絮狀物是光滑的干凈的。在斜板式沉淀池中，加入凝結劑（凝結劑是一種陽離子聚合物電解質(zhì)溶液，可以降低顆粒的界面張力，促進顆粒的生長和發(fā)育），進一步促進氫氧化鎳和硫酸鹽的沉積，微絮凝物逐漸增加，并且產(chǎn)生的絮凝物沉積更多，這也可以使廢水基礎沉淀樹脂中的懸浮固體吸附。廢水會自動注入回應濃化池中，凝結劑會從回應濃化池中的水中分離出來。斜板沉淀池在底端積聚。由于它們的相對密度高，它們在力的作用下內(nèi)聚地變成淤泥。根據(jù)污泥攪拌泵將污泥轉移到污泥處理系統(tǒng)中，并將一小部分污泥作為接觸污泥返回中和池，為沉積提供所需的能源?；貞薜纳隙耸抢渌?，根據(jù)濃縮罐的溢流水自動排入儲水罐。根據(jù)水的pH值添加一定量的硫酸，將pH值調(diào)整為6-9。最后，解決方案是將廢水排放到回收儲罐中，然后將廢水中的水下混凝土排放到自來水點。根據(jù)污泥的攪拌，將反應罐底部的濃縮污泥泵入污泥壓濾機。反應池底部污泥的固含量約為10%，過濾后厭氧顆粒污泥的固含量約為45%。污泥處理滲濾液進入廢水收集池，廢水從水下混凝土收集到中和池進行溶解。這種方法需要大量的基礎建設投資，大面積，復雜的工藝和高昂的運營成本，并且難以解決廢水以符合向外界開放的規(guī)定。

2.脫硫廢水工藝的優(yōu)化方法

2.1準備系統(tǒng)

經(jīng)過傳統(tǒng)的脫硫廢水處理工藝后，脫硫廢水的強度較高，會嚴重污染機械，設備和管道。為了解決脫硫廢水的高韌性問題，可以調(diào)節(jié)“調(diào)節(jié)pH值調(diào)節(jié)混凝土沉積”的過程。在pH平流式沉淀池中，將廢水的pH值調(diào)整為9至10，并將Mg強度轉換為Ca強度。然后將碳酸鉀添加到混凝土罐中，可以合理地將水的硬度降低到1?2米mol/L，然后根據(jù)沉淀/壓濾機的整個過程，添加PAM斜板式沉淀池混凝劑，無機砂漿將被排出。解決后，水將進入濃縮區(qū)進行資源利用。

2.2減排處理系統(tǒng)

整個零排放過程的最終目標是將水轉移到蒸發(fā)器中。然而，由于蒸發(fā)器的機械和設備的成本增加以及運行成本的增加，因此有必要濃縮和再循環(huán)脫硫廢水。

降低濃度的關鍵是對預處理后的脫硫廢水進行濃縮，并根據(jù)熱濃縮或膜濃縮等技術減少廢水量。這不僅可以再循環(huán)水源，而且更重要的是，其之后減少了蒸發(fā)干燥固體的輸出，從而降低了蒸發(fā)干燥固體的成本。熱濃縮的通用技術關鍵是：多效蒸發(fā)（MED）和機械設備蒸汽壓縮（MVR）;以及用于膜濃縮的膜分離設備包括：RO反滲透（RO），正滲透（FO），電滲析（ED）和膜蒸汽蒸餾（MD）。

2.2.1反滲透過程（預濃縮過程-鹽分澄清）

RO反滲透過程是通過RO反滲透膜的選擇和截留作用，使水溶液中的物質(zhì)濃度與從有機溶劑中分離出的水和鹽分離，該反滲透膜僅允許水在工作條件下通過壓力高于水溶液的滲透濃度。系統(tǒng)的利用率可以設計為70%到80%，并且由于正離子成分低，因此可以在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中多次重復使用。殘留在RO反滲透膜中的有機化合物，膠體溶液和碳酸鹽從濃縮水側排放到濃縮水儲罐中。反滲透步驟簡單，實際操作方便，自動化技術水平高，人工控制量小，管理信息系統(tǒng)易于維護。這是一種高效濃縮溶液設備。RO反滲透是整個物理過程，比離子交換對環(huán)境更友好。

2.2.2納濾膜工藝（預濃縮-鹽分離）

納濾膜是類似于RO反滲透的獨特膜分離方法。納濾膜組件的水中可溶性有機化合物的污泥負荷很高，而納濾膜組件的污泥負荷一定（通常在20%至98%之間）。鈉濾紙對二價及更高價的高價正離子具有較高的污泥負荷，但對去除一價正離子基本上沒有實際作用。由于由納濾膜產(chǎn)生的水中的初級正離子含量高，并且濃縮水中的二價離子濃度較高，因此可以分離NaCl和Na2SO。將鈉過濾過程與蒸發(fā)結晶過程結合，以獲得高純度的結晶鹽。

2.2.3DTRO過程（濃縮過程）

經(jīng)過初步處理和反滲透濃縮后，廢水的殘留量可以減少到20%到30%。TDS（總固體溶解物）在水中的含量通常為30，000至40，000mg/L，因此，選擇常規(guī)RO反滲透系統(tǒng)無法進一步降低水的濃度。此時，使用DTRO濃縮工藝，可以將廢水的TDS組成從30，000增加到40，000到120，000到150，000，從而減少水流，然后將其發(fā)送到控制單元以蒸發(fā)晶體，從而大大減少了廢水的產(chǎn)生。蒸發(fā)晶體的輸出。

DTRO膜組件的結構不同于傳統(tǒng)的塑膠膜結構。它使用開放的安全通道，液體進入導流板，然后以最短的路徑快速通過膜，然后反向旋轉180°到另一個倒置的膜表面，然后從排水盤的管理中心流到下一個排水口托盤。此外，在膜的表面上形成了從排水板的周邊到管理中心，然后到周邊，再到圓形管理中心的雙“S”形排水線。這種獨特的設計方案使液體在整個過程中以快速湍流的狀態(tài)通過膜表面，提高了傳輸速度和自洗效果，從而合理地防止了膜對環(huán)境的污染和竄流效果，并成功地增加隔膜的使用期限。

2.3蒸發(fā)結晶工藝系統(tǒng)

2.3.1多效蒸發(fā)器

多效蒸發(fā)器由傳熱室和晶體蒸發(fā)室組成。根據(jù)循環(huán)水泵，液體在傳熱管中循環(huán)，并且溫度高于所有正常液體的熔點。進入蒸發(fā)室后，液體的工作壓力迅速下降，導致一部分液體迅速蒸發(fā)或沸騰。由蒸發(fā)引起的二次蒸汽進入下一效蒸發(fā)器進行加熱，或進入冷卻器進行冷卻。蒸發(fā)室中濃縮的原料在力的作用下進入鹽收集室。集鹽室中的鹽漿從水下混凝土變?yōu)辂}分離設備。在鹽分離設備中，將結晶鹽和水合理分離并自動掉入其中。晶體收獲池的存儲。當大量晶體蒸發(fā)到一定濃度值時，添加增稠劑，然后進入離心脫水機進行固液分離設備，液體再次流回蒸發(fā)器。

蒸發(fā)晶體處理系統(tǒng)屬于零排放設備的終端設備系統(tǒng)。蒸發(fā)晶體系統(tǒng)在加工廠中消耗了大量的電磁能和水蒸汽。使用踏板蒸汽壓縮（MVR）蒸發(fā)器技術可以減少整個晶體蒸發(fā)過程的功耗。

2.3.2腳踏式蒸汽壓縮（MVR）蒸發(fā)器

腳踏式蒸汽壓縮（MVR）蒸發(fā)器利用蒸發(fā)器中產(chǎn)生的二次蒸汽，該二次蒸汽被制冷壓縮機減少，工作壓力和溫度升高，并且焓升高，然后將其發(fā)送到蒸發(fā)器的加熱室作為加熱蒸汽的應用。保持物料沸騰，同時加熱的蒸汽本身變成水。這樣，原始廢料的蒸汽被充分利用，獲得了汽化熱，并且提高了熱效率。產(chǎn)生的蒸汽的合理性等效于多效蒸發(fā)的30種效應，從而減少了對外部供暖和制冷資源的需求，減少能源消耗，減少環(huán)境污染。

從基礎理論的角度來看，MVR蒸發(fā)器的應用比多效蒸發(fā)器的應用節(jié)省了80%以上的電能，節(jié)省了90%以上的冷凝水，并減少了機械設備的面積超過50%。

2.4高溫排煙的蒸發(fā)過程

高溫排氣管的蒸發(fā)是指將霧化的脫硫廢水霧化噴入除塵設備前的排氣管中，并利用高溫煙塵的余熱回收來蒸發(fā)的技術。產(chǎn)生的結晶鹽和固體殘留物與粉塵一起進入除塵設備。由于除塵設備前的煙塵溫度通常僅為110-125°C（極少的發(fā)電機組可能會更高），因此廢水的蒸發(fā)速度相對較慢。眾所周知，由于蒸發(fā)室空間的限制，水必須在1.5秒內(nèi)蒸發(fā)。

結論

由于火電廠脫硫廢水中所含的空氣污染物會對自然環(huán)境和人體產(chǎn)生不利影響，因此脫硫廢水的解決方案必須嚴格按照國家污水處理規(guī)范進行有效處理，并經(jīng)過充分解決后再排放可以提升，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈結構，弘揚可持續(xù)發(fā)展理念。

參考文獻

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